制浆造纸基本原理 (2)
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第一篇纸料制备概述一、纸料的概念纸料---指经过制备系统后由一种或几种造纸用纤维或非纤维物质混合的纤维悬浮液。
Pulp, Furnish 和Stock 的区别Pulp----纸浆,泛指经制浆系统处理后的浆料和经制备系统处理后的纸料Furnish----纸料,即经过制备系统处理后的纸料,但意义着重多种纸浆的配料Stock----纸料,也是指经过制备系统处理后的纸料,但着重经过净化、筛选得到的合格的、可以上网的纸料二、纸料制备(一)纸料制备纸料到达造纸机前所有处理过程的总称。
包括打浆、施胶、染色、加填和添加化学助剂等工序过程。
目的:使抄造的纸和纸板达到预期的质量要求。
(二)纸料制备的工序1、浆板或损纸的疏解对纤维只进行疏解,而没有切断作用。
主要设备:水力碎浆机。
2、浆料的磨浆(打浆)施予浆料一种剪切力以改变纤维的形态,从而获得某种纤维特性,使抄造的纸页满足预期的质量要求。
主要设备:盘磨机、打浆机等。
3、配浆将两种或两种以上浆料按一定的比例混合。
目的:为便于抄造,为了达到某种特殊纸页特性,或为了节省高级纤维资源。
4、非纤维物质的添加目的:为满足抄纸过程和成纸功能的需要。
主要添加物:施胶剂、填料、干强剂、湿强剂、助留剂、助滤剂等。
5、纸料制备的主要流程干浆板、损纸浆料水力碎浆机打浆或磨浆储浆池配浆打浆或磨浆储浆池造纸机流浆箱纸料稀释调浆箱成浆池非纤维添加物白水溢流造纸原理与工程第一章纸料的流体和造纸湿部化学特性第一节纸料的组成和特性一、纸料的组成纸料以纤维悬浮液的形式存在,是一种固、气、液三相共存的特殊体系二、主要成分及其性质(一)水纸料悬浮液的介质,也是重要的组分。
主要作用有:1、润湿浆料,为打浆中的纤维润涨提供基础2、稀释纸料,为纸料输送3、稀释纸料,为纤维分散和纸页成形提供前提条件4、为纤维间的氢键结合起到桥梁的作用(二)纤维与细小纤维纤维----纸料悬浮液的主体,受表面基团影响,带有负电荷“细小纤维”----指通过200目网孔(75μm)的细小组分,包括许多非纤维类物质特点1)粒径小,比表面积大,因此具有胶体的特性2)粒子表面带有负电荷,对湿部化学品有很强的吸附能力纤维和细小纤维均具有离子交换行为纤维的离子交换行为主要来自酸性的半纤维素。
制浆造纸工程设计课程设计一、课程概述本课程旨在介绍制浆造纸工艺流程,涵盖了对木材、废纸和棉麻等原料的加工过程,以及接下来的化学处理和机械操作。
本课程强调工程设计的实践性,通过对废纸制浆和造纸工艺的模拟实验以及相关设备的设计,加深学生对制造业流程的理解与掌握,进一步提高学生的实践操作技能。
二、课程设计目标1.掌握制浆造纸流程的基本原理和设备;2.学习如何进行实验检测,并了解检测设备是如何运行的;3.学习分析实验数据,并使用计算机编程完成相关数据处理;4.了解森林工业生产、环保方面的相关知识;5.深入了解制浆造纸领域内最新技术和发展方向。
三、课程内容3.1 制浆流程1.木材制浆工艺;2.草纸浆制浆工艺;3.废纸制浆工艺。
3.2 造纸流程1.水洗制浆;2.造纸原料的开北和清洁;3.破碎、粉碎、筛分及搅拌;4.造纸机锤式碎浆;5.斜齿圆锥式分级筛和倾斜式压洗机;6.缥两轮牵伸除泡机;7.省能型普通真空吸附式急冷机。
3.3 实验操作1.进行木材、废纸、棉麻的制浆实验;2.利用自制造纸机进行造纸实验;3.进行制浆造纸的实验检测并使用计算机编程完成相关数据处理。
四、实验设备4.1 制浆实验设备1.高温加热水槽;2.蒸汽加热锅炉;3.电磁振荡筛;4.振荡筛分机。
4.2 造纸实验设备1.速率调整仪;2.离心泵;3.真空压滤机;4.造纸机。
五、考核方式1.课堂出勤+课堂表现占25%;2.实验操作报告占25%;3.设计任务占50%。
六、教学方法1.讲授法,介绍制浆造纸流程、设备、检测等知识点;2.实验操作,学生进行制浆造纸实验并编写实验报告;3.授课后期,布置设计任务并安排学生到企业中进行实践操作。
七、参考资料1.《纸浆制造技术与工艺概论》;2.《造纸工程概论》;3.《纸张工程概论》;4.《森林工业生态环保》。
制浆造纸的主要术语(一)制浆1、制浆:制浆是指利用化学的方法或机械的方法或两者结合的方法使植物纤维原料离解变成本色纸浆(未漂浆)或进一步变成漂白纸浆的生产过程。
制浆方法分为化学法和高得率法。
化学法包括碱法和亚硫酸盐法;高得率制浆包括半化学法、化学机械法和机械法。
2、本色浆:不需漂白的纸浆称为本色浆,用于生产如:水泥袋纸、电缆纸、电容器纸等。
3、漂白浆:经过漂白后的纸浆称为漂白浆,用于生产如:胶版纸、书写纸、铜版原纸等高级文化用纸。
4、木浆:以木材为原料制得的纸浆称为木浆,主要包括针叶木浆(又称软木浆)和阔叶木浆(又称硬木浆)。
5、非木浆:以各种非木材为原料制得的纸浆称为非木浆,主要包括棉浆、竹浆、蔗渣浆、麦草浆、棉秆浆、稻草浆等。
6、废纸浆:对废纸进行处理后制得的纸浆称为废纸浆,主要包括包装废纸浆和废纸脱墨浆等。
7、化学浆:以各种化学药剂作为蒸煮液制得的纸浆称为化学浆。
8、半化学浆:采用与化学法相同的蒸煮液进行较轻微的处理后再加以机械磨浆处理得到的纸浆称为半化学浆。
9、化学机械浆:采用比半化学法更轻微的化学处理然后或同时加以机械磨浆处理得到的纸浆称为化学机械浆。
10、机械浆:不用化学处理,而用各种机械法生产的纸浆统称为机械浆。
11、蒸煮:蒸煮就是在蒸煮设备(蒸球、蒸煮锅、连续蒸煮器)内使蒸煮液与植物纤维原料充分混合,在一定的温度、压力下进行化学反应,脱除原料中木素、获取纸浆的工艺过程。
12、黑液:原料经碱法蒸煮后,从纸浆中分离出来的残液称为黑液。
13、纸浆得率:又称纸浆收获率,原料经蒸煮后所得绝干(或风干)粗浆重量对未蒸煮前绝干(或风干)原料重量的百分比,一般称为粗浆得率;粗浆经筛选后所得绝干(或风干)细浆的重量对绝干(或风干)原料重量的百分比称为细浆得率。
14、纸浆硬度:纸浆硬度是表示原料经蒸煮后残留在纸浆中的木素和其他还原性物质的相对量,测定时通常采用高锰酸钾作为氧化剂,以高锰酸钾值、卡伯值或贝克曼值表示。
造纸重点设备工作原理培训1.制浆设备制浆设备用于将原料纤维转化为浆液,主要有浆料进料系统、浆料加热系统、脱水系统以及废浆处理系统。
工作原理如下:(1)浆料进料系统:原料纤维首先被送入浆料池,在池中加入水进行稀释。
(2)浆料加热系统:将稀释后的纤维浆液加热至一定温度,以软化纤维,有利于后续的分解和搅拌。
(3)脱水系统:将加热后的浆液通过脱水设备去除其中的水分,使纤维成为较为干燥的状态。
(4)废浆处理系统:对于废弃的浆液进行处理,如过滤、蒸发等,以减少浆料的损耗。
2.造纸机造纸机是将纤维浆液在过程中进行脱水、压实以及排列,形成纸张的设备。
它主要由网部、压榨部以及干燥部组成,工作原理如下:(1)网部:纤维浆液通过进料装置进入网部,纤维通过网面的过滤作用,水分逐渐排出,纤维逐渐堆积在网面上,形成湿纸张。
(2)压榨部:湿纸张在网部之后进入压榨部,通过压力的作用,使纤维之间更加紧密地结合,进一步排出水分。
(3)干燥部:压榨后的纸张通过传送带进入干燥部,通过热风的加热与风力的吹动,将残留的水分蒸发,使纸张成为干燥的状态。
3.干燥机干燥机是将湿纸张中残留的水分蒸发掉的设备,以提高纸张的质量。
工作原理如下:(1)纸张进入干燥机后,通过传送带平稳地传送。
(2)干燥机内的热风通过燃烧器的加热,形成高温的气流。
(3)干燥机内设置有多个热风管,热风通过这些管道,对纸张进行迅速而均匀的加热。
(4)纸张在高温的热风作用下,其中的水分被蒸发,纸张逐渐变干。
(5)干燥机除了通过热风蒸发水分外,还通过排风系统排出蒸发出的水蒸气,以保持室内的湿度。
4.涂布机涂布机是将涂布剂均匀地涂布在纸张表面的设备,以改善纸张的光泽度、顺滑度以及耐水性。
工作原理如下:(1)涂布剂被储存在涂布槽内,形成一定的涂布深度。
(2)纸张从卷筒经过张力装置后进入涂布槽下方,与涂布剂接触。
(3)纸张经过涂布槽时,由于槽内涂布剂的粘性,涂布剂附着在纸张表面。
(4)纸张经过挤压辊后,使涂布剂在纸张表面上均匀分布,并去除多余的涂布剂。
制浆原理与工程制浆是造纸工业中的重要工艺环节,它将纤维素原料转化为可用于造纸的纸浆。
制浆过程不仅涉及物理、化学等多个学科的知识,还需要掌握一系列工程技术。
本文将从制浆原理和制浆工程两个方面进行探讨。
一、制浆原理制浆的目标是将纤维素原料中的纤维素分离出来,形成纸浆。
纤维素原料可以是木材、竹子、废纸等。
制浆的原理主要包括机械制浆、化学制浆和热力制浆。
1. 机械制浆机械制浆是利用机械作用将原料进行破碎和分散,以分离纤维素。
常见的机械制浆方法有磨浆和打浆。
磨浆是将原料放入磨浆机中,通过机械磨碎的方式将纤维素分离出来。
磨浆机内部有高速旋转的磨盘和固定的磨盘,原料在两者之间受到剪切和冲击力,使纤维素脱离原料。
打浆是将原料放入打浆机中,通过高速旋转的刀片将原料切割和撕裂,使纤维素从原料中脱离。
打浆机的刀片设计得十分精细,以确保纤维素能够有效地分离出来。
2. 化学制浆化学制浆是利用化学药剂对原料进行处理,以溶解或者改变原料中的非纤维素成份,从而分离纤维素。
常见的化学制浆方法有硫酸盐法和碱法。
硫酸盐法是将原料与硫酸盐溶液混合,通过化学反应将非纤维素成份溶解掉。
这种方法适合于木材等纤维素原料。
碱法是将原料与碱性溶液混合,通过化学反应将非纤维素成份转化为可溶性物质。
这种方法适合于废纸等纤维素原料。
3. 热力制浆热力制浆是利用高温和高压对原料进行处理,以改变纤维素的结构和性质,从而分离纤维素。
常见的热力制浆方法有蒸煮法和蒸汽爆破法。
蒸煮法是将原料放入蒸煮器中,在高温和高压下进行蒸煮,使纤维素变得柔软易分离。
蒸汽爆破法是将原料放入蒸汽爆破器中,在高温和高压下进行爆破,使纤维素分离。
二、制浆工程制浆工程是将制浆原理应用于实际生产中的一系列工程技术。
它包括原料预处理、制浆设备、制浆过程控制等环节。
1. 原料预处理原料预处理是将纤维素原料进行清洁和筛分,以去除杂质和不符合要求的纤维。
这一环节的目的是为了提高制浆效率和纸浆质量。
《制浆造纸原理与工程》课程教学大纲Pulping and Papermaking Principles and Engineering1、开课学院资源科学与造纸工程学院2、学时:96学时;学分:6学分3、适用专业:轻化工程4、课程类别:专业领域课5、授课方式:理论6、课程的性质和任务:通过本课程的学习,使学生掌握制浆造纸过程的基本概念、基本理论及其主要工艺,纸浆的蒸煮、筛选、净化及漂白,纸与纸板的抄造等基本原理与现代工艺技术,通过本课程的学习,使学生对制浆造纸工艺技术有一个较全面、系统的认识。
7、课程内容与基本要求:本课程为轻化工程专业必修的专业课程,主要讲解整个制浆造纸过程的基本概念、基本原理与相关工艺技术,制浆造纸新技术、新工艺及其工程应用。
通过本课程的学习,使学生掌握制浆造纸相关的基本知识与理论,熟悉国内外制浆造纸科学与技术领域新理论、新工艺和新装备,为从事制浆造纸科学技术工作打下良好的基础。
课程的内容主要包括纤维特性与原料备料、化学法制浆、高得率制浆与废纸制浆、纸浆的筛选净化、纸浆的漂白、蒸煮液制备以及制浆废液的回收与利用;纸料的流体与湿部化学特性,磨(打)浆原理与技术,非纤维物质的添加与应用原理,造纸机的供浆与白水系统,纸与纸板抄造过程(纸料上网、纸页的成型与月兑水、纸页的压榨、干燥、纸页的压光、卷曲和完成、纸页的表面处理),纸与纸板的结构与特性等。
8、各章节主要内容及教学计划第一部分制浆原理与工程绪论1学时介绍制浆的基本概念和现代制浆的基本过程;制浆方法的分类和纸浆品种的名称;制浆技术的进展和发展趋势。
第一章备料4学时第一节原料的贮存、介绍原料贮存的目的:维持正常连续生产的需要;改进原料质量的需要二、介绍对原料场的基本要求:在防火与安全、排水、通风、照明、运输这五个方面应注意的问题三、介绍原木的贮存和木片的贮存:木材原料的特点;原木水上贮存与地面贮存两种方式的特点及要求;木片贮存在贮存场地和运输上的特点;外购木片贮存与原木贮存的比较四、介绍非木材原料的贮存:非木材原料的种类与特点;制浆造纸常用非木材原料的贮存方法;打包打捆与堆垛、蔗渣的湿法散堆第二节备料过程及其质量控制一、介绍原料的备料:原木备料的工序,各工序的作用及基本要求二、介绍非木材原料的备料:以稻麦草、芦苇芒杆、竹子、甘蔗渣原料为例,介绍其备料的基本工序,要求与特点;湿法备料与干法备料的比较第三节料片的输送和贮存介绍料片输送的不同方式与特点;料仓的作用、类型及要求。
造纸(纸浆)的生产工艺及流程纸浆是以某些植物为原料加工而成的,它是造纸的基本原料。
通常用以制浆原料的植物可分为4大类:茎干纤维类、韧皮纤维类、种毛纤维类和木材纤维类。
其中尤以木材纤维类为最重要。
目前我国木材资源远不能满足日益发展的制浆造纸工业的需要。
为了弥补原料的不足,每年要从国外进口相当数量的纸浆。
制浆是指利用化学方法、机械方法或两者结合的方法,使植物纤维原料离解变成本色或漂白纸浆的生产过程。
1.机械木浆(MECHANICALWOOD-PULP) 机械木浆亦称磨木浆,是利用机械方法磨解纤维原料制成的纸浆。
它在造纸工业中占有重要的地位。
它的生产成本低,生产过程简单,成纸的吸墨性强,不透明度高,纸张软而平滑。
适宜印刷上的要求。
但由于纤维短,非纤维素组份含量高,所以成纸强度低。
另外由于木材中的木素和其他非纤维素绝大部分未被除去,用其生产的纸张易变黄发脆,不能长期保存。
机械木浆通常指白色机械木浆和褐色机械木浆两种。
白色机械木浆主要用于生产新闻纸,也可配入其他纸浆中抄制书写纸和印刷纸;褐色机械木浆多用于生产包装纸和纸板,特别是工业用纸板。
2.硫酸盐木浆(SULPHATEWOODPULP) 硫酸盐木浆是采用氢氧化钠和硫化钠混合液为蒸煮剂。
在蒸煮过程中,因为药液作用比较和缓,纤维未受强烈侵蚀,故强韧有力,所制成的纸,其耐折、耐破和撕裂强度极好。
它一般可分为漂白和未漂两种。
未漂硫酸盐木浆可供制造牛皮纸、纸袋纸、牛皮箱板纸及一般的包装纸和纸板等。
漂白硫酸盐木浆可供制造高级印刷纸、画报纸、胶版纸和书写纸等。
3.亚硫酸盐木浆(SULPHITEWOODPULP) 亚硫酸盐木浆是以亚硫酸和酸性亚硫酸盐的混合液为蒸煮剂。
该浆的纤维较长,性质柔软,韧性好,强度大,容易漂白,并有极好的交织能力。
依其精制程度可分为未漂、半漂和漂白三种。
未漂浆因含少量木素和有色杂质,所以呈黄色,纤维也较硬,多用于抄造中等印刷纸、薄包装纸以及半透明纸和防油纸。